JP6020022B2 - 圧電アクチュエーター、ロボットハンド、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、送液ポンプ、印刷装置、電子時計、投影装置、搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧電アクチュエーター、ロボットハンド、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、送液ポンプ、印刷装置、電子時計、投影装置、搬送装置に関する。

圧電アクチュエーターは、高周波の交流電圧等の駆動電圧を機械的振動に変換する圧電素子と、該圧電素子によって駆動される被駆動部材と、を少なくとも有する駆動装置である。圧電モーターは、圧電アクチュエーターの一種である。すなわち圧電モーターは、上述の被駆動部材としてローターを用いた駆動装置であり、圧電素子の振動を回転力として利用可能な駆動装置である。

圧電モーターがロボットハンド（あるいはロボット）の駆動手段として用いられる場合、回転方向が正転（左回転）と逆転（右回転）とが反転可能であることが必要とされる。

圧電モーターの回転方向を変更する手法としては、圧電素子を構成する電極を正転用の電極と逆転用の電極を含む複数の電極で構成して、正転時と逆転時とで駆動電圧を印加する電極を切り換える手法が知られている。また、例えば特許文献１に示すように、１つの圧電素子を、夫々が異なる固有の共振周波数を有する複数の被駆動部と組み合わせる手法が知られている。

特開２００３−１１１４５７号公報

しかし上記の手法のうち、前者の手法は、正転時と逆転時とで夫々専用の電極が必要となり、かつ、駆動電圧を印加する電極を切り換える機構等が別途必要となる。また、後者の手法は、複数個の被駆動部を必要とする。したがってどちらの手法も、圧電アクチュエーターの複雑化及び高コスト化をもたらすという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる圧電アクチュエーターは、圧電体を含む圧電素子と、上記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ上記長方形の短辺から突出する突出部を有する振動板と、上記突出部に当接されるローターと、を少なくとも備える圧電アクチュエーターであって、上記突出部は上記振動板の中心を通り上記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオフセットされた位置に配置されており、上記振動板は、上記突出部が配置された位置の対角位置に、上記長方形の長辺から上記第１の中心線と直交方向に張り出して形成されたカウンターウェイトを備えていることを特徴とする。尚、第１の中心線は、振動板の厳密な意味での中心を通る必要はなく、大まかに中心を通っていればよい。また、カウンターウェイトは、突出部に対して厳密な意味での対角位置にある必要はなく、大まかに対角位置にあればよい。

このような構造の振動板を備える圧電アクチュエーターであれば、縦一次振動の共振点におけるインピーダンスと屈曲二次振動の共振点におけるインピーダンスを、等しい値（大まかに等しい値も含む）に揃えることができる。したがって、２つの共振点における夫々の振動を、上記長辺方向に対して線対称（大まかに線対称な場合も含む）となる楕円形状とすることができる。そのため、圧電体層に印加する駆動電圧の周波数を切り換えることで、突出部の回転方向の正転と逆転とを切り換えることができる。したがって、構造を複雑化することなく正転と逆転とを切り換え可能な圧電アクチュエーターを実現できる。なお、上述の正転と逆転は、左回転を正転、右回転を逆転と便宜的に定めたものである。

［適用例２］上述の圧電アクチュエーターであって、上記カウンターウェイトは、上記長方形の短辺からも上記第１の中心線と平行な方向に突出して形成されていることを特徴とする圧電アクチュエーター。

このような圧電アクチュエーターであれば、カウンターウェイトが長方形の短辺からも第１の中心線と平行な方向に突出しているので、長方形の長辺からの突出部分の長さを大きくすることなく、カウンターウェイトの重量を大きくすることができる。この結果、圧電アクチュエーターの突出部分の長さを小さくすることができるので、取り付けスペースの小さい圧電アクチュエーターを実現することが可能となる。また、カウンターウェイトが、長方形の長辺から突出する部分と長方形の短辺から突出する部分のバランスを調節することで、振動板に働くモーメントを調節することができるので、より適切な共振点に調整することができる。更に、振動板の形成後は、カウンターウェイトの一部を、第１の中心線と平行な方向あるいは第１の中心線と直交する方向の何れの方向からでも突出部分を取り除くことができるので、振動板に働くモーメントの微調整を容易に実行することができる。

［適用例３］上述の圧電アクチュエーターであって、上記第１の中心線を基準にして上記カウンターウェイトと対称の位置にもカウンターウェイトを備えていることを特徴とする圧電アクチュエーター。

このような圧電アクチュエーターであれば、第１の中心線を基準にして対称となる位置（大まかに対称となる位置も含む）にもカウンターウェイトを備えるので、各カウンターウェイトの突出部分の長さを大きくすることなく、カウンターウェイト全体の重量を大きくすることができる。この結果、それぞれの突出部分を小さくすることができ、取り付けスペースの小さい圧電アクチュエーターを実現することが可能となる。また、各カウンターウェイトのバランスを調節することで、振動板に働くモーメントを調節することができるので、より適切な共振点に調整することができる。更に、振動板に働くモーメントを調節する場合には、各カウンターウェイトの中から、より適切な方の一部を取り除くことができるので、振動板に働くモーメントの微調整を容易に行うことが可能となる。

［適用例４］上述の圧電アクチュエーターであって、上記突出部の中心線である第２の中心線は、上記振動板の上記第１の中心線と平行であり、上記ローターの回転軸の中心は上記第２の中心線上に位置していることを特徴とする圧電アクチュエーター。

このような圧電アクチュエーターであれば、ローターの回転軸の中心が、突出部の中心線（第２の中心線）上に位置しているので、ローターを時計回りに回転させる場合でも、反時計回りに回転させる場合でも、ローターと突出部とが接触する部分での互いの位置関係がほぼ同じとなる。したがって、どちらの方向でも均等（大まかに均等な場合も含む）に回転可能な圧電アクチュエーターを実現できる。

［適用例５］上述の圧電アクチュエーターであって、上記圧電素子は単板であることを特徴とする圧電アクチュエーター。

このような圧電アクチュエーターであれば、単板ではない（積層タイプの）圧電素子よりも構成を簡素化でき、低コスト化が可能になる。なお、「単板」とは単一の板状部材であることを示している。

［適用例６］上述の圧電アクチュエーターであって、上記振動板の長辺寸法（長方形の長辺の長さ）と上記振動板の短辺寸法（長方形の長辺の長さ）との比は７対２（おおまかに７対２である場合も含む）であることを特徴とする圧電アクチュエーター。

このような寸法比の振動板であれば、圧電素子に駆動電圧が印加された場合、振動板の伸縮モードおよび屈曲モードの何れのモードの共振も起こり易いので、振動板が効率的に振動する。したがって、構造を複雑化することなくどちらの方向でも高いエネルギー変換効率で回転可能な圧電アクチュエーターを実現できる。

［適用例７］本適用例にかかるロボットハンドは、複数の指部と、上記指部が移動可能に立設された基体と、上記基体に対して上記指部を移動させる圧電アクチュエーターと、を備えるロボットハンドであって、上記圧電アクチュエーターは、圧電体を含む圧電素子と、上記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ上記長方形の短辺から突出する突出部を有する振動板と、上記突出部に当接されるローターと、を少なくとも備える圧電アクチュエーターであって、上記突出部は上記振動板の中心を通り上記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオフセットされた位置に配置されており、上記振動板は、上記突出部が配置された位置の対角位置に、上記長方形の長辺から上記第１の中心線と直交方向に張り出して形成されたカウンターウェイトを備えていることを特徴とする。尚、第１の中心線は、振動板の厳密な意味での中心を通る必要はなく、大まかに中心を通っていればよい。また、カウンターウェイトは、突出部に対して厳密な意味での対角位置にある必要はなく、大まかに対角位置にあればよい。

このようなロボットハンドであれば、圧電素子に印加する駆動電圧の周波数を切り換えることで圧電アクチュエーターの正転と逆転とを切り換えることができる。このため、構造を複雑化することなく高性能のロボットハンドを実現することが可能となる。

［適用例８］上述のロボットハンドであって、上記カウンターウェイトは、上記長方形の短辺からも上記第１の中心線と平行な方向に突出して形成されていることを特徴とするロボットハンド。

このようなロボットハンドであれば、カウンターウェイトが、長方形の短辺からも突出しているので、長方形の長辺からの突出部分の長さを大きくすることなく、カウンターウェイトの重量を大きくすることができる。この結果、圧電アクチュエーターの突出部分の長さを小さくすることができ、圧電アクチュエーターの取り付けスペースを小さくすることが可能となる。したがって、小型化されたロボットハンドを実現することが可能となる。

［適用例９］上述のロボットハンドであって、上記第１の中心線を基準にして上記カウンターウェイトと対称の位置にもカウンターウェイトを備えていることを特徴とするロボットハンド。

このようなロボットハンドであれば、第１の中心線を基準にして少なくとも２つのカウンターウェイトを備えるので、各カウンターウェイトの突出部分の長さを大きくすることなく、カウンターウェイト全体の重量を大きくすることができる。この結果、それぞれの突出部分を小さくすることができ、圧電アクチュエーターの取り付けスペースを小さくすることが可能となる。したがって、小型化されたロボットハンドを実現することが可能となる。

［適用例１０］上述のロボットハンドであって、上記突出部の中心線である第２の中心線は、上記振動板の上記第１の中心線と平行であり、上記ローターの回転軸の中心は上記第２の中心線上に位置していることを特徴とするロボットハンド。

このようなロボットハンドであれば、ローターに対して突出部を均等に当接できる。したがって、どちらの方向でも略均等に圧電アクチュエーターを回転させることができる。このため、構造を複雑化することなく高性能のロボットハンドを実現することが可能となる。
［適用例１１］上述のロボットハンドであって、上記圧電素子は単板であることを特徴とするロボットハンド。

このようなロボットハンドであれば、圧電アクチュエーターの構成を簡略化でき、低コスト化が可能になる。このため、低コストで上述したロボットハンドを実現できる。

［適用例１２］上述のロボットハンドであって、上記振動板の長辺寸法と上記振動板の短辺寸法との比は７対２（おおまかに７対２である場合も含む）であることを特徴とするロボットハンド。

このようなロボットハンドであれば、圧電素子に駆動電圧が印加された場合、振動板が効率的に振動する。したがって、構造を複雑化することなくどちらの方向でも高いエネルギー変換効率で圧電アクチュエーターを回転させることができる。このため、構造を複雑化することなく高性能のロボットハンドを実現することが可能となる。

［適用例１３］本適用例にかかるロボットは、回動可能な関節部が設けられた腕部と、上記腕部に設けられたハンド部と、上記腕部が設けられた本体部と、を備えたロボットであって、上記関節部に設けられて上記関節部を屈曲あるいは回転駆動させる圧電アクチュエーターを有しており、上記圧電アクチュエーターは、圧電体を含む圧電素子と、上記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ上記長方形の短辺から突出する突出部を有する振動板と、上記突出部に当接されるローターと、を少なくとも備える圧電アクチュエーターであって、上記突出部は上記振動板の中心を通り上記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオフセットされた位置に配置されており、上記振動板は、上記突出部が配置された位置の対角位置に、上記長方形の長辺から上記第１の中心線と直交方向に張り出して形成されたカウンターウェイトを備えていることを特徴とする。尚、第１の中心線は、振動板の厳密な意味での中心を通る必要はなく、大まかに中心を通っていればよい。また、カウンターウェイトは、突出部に対して厳密な意味での対角位置にある必要はなく、大まかに対角位置にあればよい。

このようなロボットであれば、圧電素子に印加する駆動電圧の周波数を切り換えることで圧電アクチュエーターの正転と逆転とを切り換えることができる。このため、構造を複雑化することなく高性能のロボットを実現することが可能となる。

［適用例１４］本適用例にかかる電子部品搬送装置は、電子部品を把持する把持部と、上記電子部品を把持した上記把持部を駆動する圧電アクチュエーターと、を備える電子部品搬送装置であって、上記圧電アクチュエーターは、圧電体を含む圧電素子と、上記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ上記長方形の短辺から突出する突出部を有する振動板と、上記突出部に当接されるローターと、を少なくとも備える圧電アクチュエーターであって、上記突出部は上記振動板の中心を通り上記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオフセットされた位置に配置されており、上記振動板は、上記突出部が配置された位置の対角位置に、上記長方形の長辺から上記第１の中心線と直交方向に張り出して形成されたカウンターウェイトを備えていることを特徴とする。尚、第１の中心線は、振動板の厳密な意味での中心を通る必要はなく、大まかに中心を通っていればよい。また、カウンターウェイトは、突出部に対して厳密な意味での対角位置にある必要はなく、大まかに対角位置にあればよい。

このような電子部品搬送装置であれば、圧電素子に印加する駆動電圧の周波数を切り換えることで圧電アクチュエーターの正転と逆転とを切り換えることができる。このため、構造を複雑化することなく高性能の電子部品搬送装置を実現することが可能となる。

［適用例１５］本適用例にかかる電子部品検査装置は、電子部品を把持する把持部と、上記電子部品を把持した上記把持部を駆動する圧電アクチュエーターと、上記電子部品を検査する検査部と、を備える電子部品検査装置であって、上記圧電アクチュエーターは、圧電体を含む圧電素子と、上記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ上記長方形の短辺から突出する突出部を有する振動板と、上記突出部に当接されるローターと、を少なくとも備える圧電アクチュエーターであって、上記突出部は上記振動板の中心を通り上記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオフセットされた位置に配置されており、上記振動板は、上記突出部が配置された位置の対角位置に、上記長方形の長辺から上記第１の中心線と直交方向に張り出して形成されたカウンターウェイトを備えていることを特徴とする。尚、第１の中心線は、振動板の厳密な意味での中心を通る必要はなく、大まかに中心を通っていればよい。また、カウンターウェイトは、突出部に対して厳密な意味での対角位置にある必要はなく、大まかに対角位置にあればよい。

このような電子部品検査装置であれば、圧電素子に印加する駆動電圧の周波数を切り換えることで圧電アクチュエーターの正転と逆転とを切り換えることができる。このため、構造を複雑化することなく高性能の電子部品検査装置を実現することが可能となる。

［適用例１６］本適用例にかかる送液ポンプは、液体が流動可能な液体チューブと、上記液体チューブの一部に当接して上記液体チューブを閉塞する閉塞部と、上記閉塞部を保持した状態で移動することによって、上記液体チューブの閉塞位置を移動させる移動部と、上記移動部を駆動する圧電アクチュエーターと、を備える送液ポンプであって、上記圧電アクチュエーターは、圧電体を含む圧電素子と、上記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ上記長方形の短辺から突出する突出部を有する振動板と、上記突出部に当接されるローターと、を少なくとも備える圧電アクチュエーターであって、上記突出部は上記振動板の中心を通り上記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオフセットされた位置に配置されており、上記振動板は、上記突出部が配置された位置の対角位置に、上記長方形の長辺から上記第１の中心線と直交方向に張り出して形成されたカウンターウェイトを備えていることを特徴とする。尚、第１の中心線は、振動板の厳密な意味での中心を通る必要はなく、大まかに中心を通っていればよい。また、カウンターウェイトは、突出部に対して厳密な意味での対角位置にある必要はなく、大まかに対角位置にあればよい。

このような送液ポンプであれば、圧電素子に印加する駆動電圧の周波数を切り換えることで圧電アクチュエーターの正転と逆転とを切り換えることができる。このため、構造を複雑化することなく高性能の送液ポンプを実現することが可能となる。

［適用例１７］本適用例にかかる印刷装置は、媒体上に画像を印刷する印刷ヘッドと、上記印刷ヘッドを移動させる圧電アクチュエーターと、を備える印刷装置であって、上記圧電アクチュエーターは、圧電体を含む圧電素子と、上記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ上記長方形の短辺から突出する突出部を有する振動板と、上記突出部に当接されるローターと、を少なくとも備える圧電アクチュエーターであって、上記突出部は上記振動板の中心を通り上記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオフセットされた位置に配置されており、上記振動板は、上記突出部が配置された位置の対角位置に、上記長方形の長辺から上記第１の中心線と直交方向に張り出して形成されたカウンターウェイトを備えていることを特徴とする。尚、第１の中心線は、振動板の厳密な意味での中心を通る必要はなく、大まかに中心を通っていればよい。また、カウンターウェイトは、突出部に対して厳密な意味での対角位置にある必要はなく、大まかに対角位置にあればよい。

このような印刷装置であれば、圧電素子に印加する駆動電圧の周波数を切り換えることで圧電アクチュエーターの正転と逆転とを切り換えることができる。このため、構造を複雑化することなく高性能の印刷装置を実現することが可能となる。

［適用例１８］本適用例にかかる電子時計は、同軸状に歯車が設けられ、回動可能な回転円板と、複数の歯車を含んで構成された歯車列と、上記歯車列に接続され、時刻を指し示す指針と、上記回転円板を駆動する圧電アクチュエーターと、を備える電子時計であって、上記圧電アクチュエーターは、圧電体を含む圧電素子と、上記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ上記長方形の短辺から突出する突出部を有する振動板と、上記突出部に当接されるローターと、を少なくとも備える圧電アクチュエーターであって、上記突出部は上記振動板の中心を通り上記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオフセットされた位置に配置されており、上記振動板は、上記突出部が配置された位置の対角位置に、上記長方形の長辺から上記第１の中心線と直交方向に張り出して形成されたカウンターウェイトを備えていることを特徴とする。尚、第１の中心線は、振動板の厳密な意味での中心を通る必要はなく、大まかに中心を通っていればよい。また、カウンターウェイトは、突出部に対して厳密な意味での対角位置にある必要はなく、大まかに対角位置にあればよい。

このような電子時計であれば、圧電素子に印加する駆動電圧の周波数を切り換えることで圧電アクチュエーターの正転と逆転とを切り換えることができる。このため、構造を複雑化することなく高性能の電子時計を実現することが可能となる。

［適用例１９］本適用例にかかる投影装置は、光学レンズを含み、光源からの光を投影する投影部と、上記光学レンズによる上記光の投影状態を調整する調整部と、上記調整部を駆動する圧電アクチュエーターとを備える投影装置であって、上記圧電アクチュエーターは、圧電体を含む圧電素子と、上記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ上記長方形の短辺から突出する突出部を有する振動板と、上記突出部に当接されるローターと、を少なくとも備える圧電アクチュエーターであって、上記突出部は上記振動板の中心を通り上記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオフセットされた位置に配置されており、上記振動板は、上記突出部が配置された位置の対角位置に、上記長方形の長辺から上記第１の中心線と直交方向に張り出して形成されたカウンターウェイトを備えていることを特徴とする。尚、第１の中心線は、振動板の厳密な意味での中心を通る必要はなく、大まかに中心を通っていればよい。また、カウンターウェイトは、突出部に対して厳密な意味での対角位置にある必要はなく、大まかに対角位置にあればよい。

このような投影装置であれば、圧電素子に印加する駆動電圧の周波数を切り換えることで圧電アクチュエーターの正転と逆転とを切り換えることができる。このため、構造を複雑化することなく高性能の投影装置を実現することが可能となる。

［適用例２０］本適用例にかかる搬送装置は、圧電アクチュエーターの駆動力を利用して対象物を搬送する搬送装置であって、上記圧電アクチュエーターは、圧電体を含む圧電素子と、上記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ上記長方形の短辺から突出する突出部を有する振動板と、上記突出部に当接されるローターと、を少なくとも備える圧電アクチュエーターであって、上記突出部は上記振動板の中心を通り上記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオフセットされた位置に配置されており、上記振動板は、上記突出部が配置された位置の対角位置に、上記長方形の長辺から上記第１の中心線と直交方向に張り出して形成されたカウンターウェイトを備えていることを特徴とする。尚、第１の中心線は、振動板の厳密な意味での中心を通る必要はなく、大まかに中心を通っていればよい。また、カウンターウェイトは、突出部に対して厳密な意味での対角位置にある必要はなく、大まかに対角位置にあればよい。

このような搬送装置であれば、圧電素子に印加する駆動電圧の周波数を切り換えることで圧電アクチュエーターの正転と逆転とを切り換えることができる。このため、構造を複雑化することなく高性能の搬送装置を実現することが可能となる。

本発明の実施形態にかかる圧電モーターの概略を示す平面図。 圧電素子と振動板の積層体及び該積層体を振動可能に支持する支持体等を示す概略斜視図。 圧電モーターの断面を示す図。 本実施形態の圧電モーターが備える振動板を、ローターと共に示す平面図。 振動板のインピーダンス特性を示す図。 振動板の突出部が描く２種類の軌跡を示す図。 本実施形態にかかる圧電モーターが備えるローターの回転方向を示す図。 本実施形態の圧電モーターを組み込んだロボットハンドを例示した説明図である。 ロボットハンドを備えた単腕のロボットを例示した説明図である。 ロボットハンドを備えた複腕のロボットを例示した説明図である。 本実施形態の圧電モーターを組み込んで構成された電子部品検査装置を例示した斜視図である。 把持装置に内蔵された微調整機構についての説明図である。 本実施形態の圧電モーターを組み込んで構成された送液ポンプを例示した説明図である。 本実施形態の圧電モーターを組み込んだ印刷装置を例示した斜視図である。 本実施形態の圧電モーターを組み込んだ電子時計の内部構造を例示した説明図である。 本実施形態の圧電モーターを組み込んだ投影装置を例示した説明図である。 変形例１の振動板が一体的に形成された部材および突出部を示す平面図である。 変形例２〜変形例４の振動板が一体的に形成された部材および突出部を示す平面図である。 変形例５の圧電モーターの概略を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態にかかる圧電アクチュエーター、すなわち回転方向を正転／逆転に変換可能な圧電モーター１について、図面を参照しつつ述べる。なお本発明の実施の形態は、以下の各図に示す構造、形状に限定されるものではない。また、以下の各図においては、各構成要素を図面で認識可能な程度の寸法とするため、該構成要素の縮尺を実際とは異ならせてある。

（実施形態）
＜圧電モーター＞
図１は、本発明の実施形態にかかる圧電アクチュエーターとしての圧電モーター１の概略を示す平面図である。図２は、圧電モーター１の構成要素である圧電素子２２と振動板２１、及び圧電素子２２と振動板２１の積層体を振動可能に支持する支持体３等を示す概略斜視図である。そして図３は、圧電モーター１の図１のＡ−Ａ’線における断面を示す断面図である。

図１に示すように、圧電モーター１は、上述の圧電素子２２と振動板２１との積層体と、該積層体を支持する支持体３と、被駆動部材であるローター１００と、を、少なくとも構成要素として備えている。そして、かかる複数の構成要素は、基台４の一方の面上に配置されている。

図２に示すように、圧電素子２２及び振動板２１は平面視で短辺と長辺とを有する長方形の板材である。そして圧電素子２２は、振動板２１の表裏両面に配置されている。圧電素子２２は、圧電体層１２０と該圧電体層の表裏両面に形成された一対の電極とで構成されている。振動板２１側の電極が第１電極１２１であり、もう一方の電極が第２電極１２２である。なお、双方の電極（１２１，１２２）には、該電極と圧電モーター１を駆動用アクチュエーターとして用いる電子機器の制御回路との間を接続する電極配線が接続されている。本図及び後述する各図では、かかる電極配線の図示を省略している。

圧電体層１２０の材料は特に限定されておらず、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ（登録商標））、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種の材料を用いることができる。双方の電極（１２１，１２２）の材料も特に限定されておらず、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）等を用いることができる。電極の形成方法は、めっき、スパッタ、蒸着等の方法を用いることができる。

本実施形態の圧電素子２２は、単板である。単板とは、上述の圧電体層１２０と電極（１２１，１２２）の双方が分割されていないことを示している。すなわち、圧電体層１２０は振動板２１と重なる長方形であり、一対の電極（１２１，１２２）は、該圧電体層の全面に形成されている。そのため、圧電モーター１の動作時には、圧電体層１２０の全域に同一の駆動電圧が印加されている。したがって、圧電体層１２０に局所的に、すなわち領域毎に駆動電圧を印加することができない。本実施形態の圧電モーター１は、振動板２１等の形状等を工夫することで、かかる全面に形成された、すなわち分割されていない電極（１２１，１２２）を有する圧電素子２２を用いて、双方向の回転を可能にしている。

振動板２１には、夫々の長辺から短辺方向の外側に突出する腕部２４が一体的に形成されている。そして夫々の腕部２４の端部には、貫通孔２４１が形成されている。支持体３は、振動板２１が固定される一対の固定部３１と、双方の固定部３１の間に該固定部と一体的に形成されるスライド部３２とを備えている。固定部３１には、腕部２４の貫通孔２４１に対応する位置にねじ部３４が形成されている。このねじ部３４に貫通孔２４１を貫通してねじ２６が螺合されることにより、振動板２１（より具体的には、圧電素子２２と振動板２１の積層体）は固定部３１に固定される。

図３に示すように、スライド部３２は、基台４に凹状に形成されたスライド溝４１に配置されている。また、スライド部３２の幅方向略中央には、ローター１００に対する突出部２３の当接方向に沿って長孔３３が（２箇所）形成されている。長孔３３には、ねじ４２１が貫通している。そして、ねじ４２１は、基台４に形成されたねじ孔４２に螺合されている。かかる構成により、支持体３は、基台４に、長孔３３の長手方向にスライド可能に支持されている。したがって、支持体３の固定部３１に固定される振動板２１（より具体的には、圧電素子２２と振動板２１の積層体）は、ローター１００の中心方向に向かって移動可能である。

ここで、固定部３１とスライド部３２とは、段差を有するように形成されている。したがって、固定部３１を凸部と考えた場合、スライド部３２は凹状部分となる。かかる構成により、振動板２１が固定部３１に取り付けられた時に、圧電素子２２と振動板２１との積層体とスライド部３２との間には間隙が確保される。したがって、圧電素子２２に駆動電圧が印加され上述の積層体が振動しても、スライド部３２を貫通するねじ４２１に干渉しない。

そして、図１及び図３に示すように、支持体３の両側の固定部３１において、ローター１００側とは反対の端部側面には、円柱状に突出したばね取付け部３５がそれぞれ形成されている。このばね取付け部３５には、ばね３６の一端が挿入されている。そしてばね３６の他端は、基台４に設けられた係止片３７に固定されている。そしてばね３６は、その伸縮方向が振動板２１の長辺方向と略平行となるように配置されている。かかるばね３６のばね力により、後述する突出部２３は、ローター１００に好適な付勢力で押しつけられる。

図１、及び図２に示すように、振動板２１のローター１００側の短辺には、突出部（摺動部）２３が、該ローターに当接するように配置されている。振動板２１のもう一方の短辺には、振動板２１の一部を突出させたカウンターウェイト２５が、腕部２４と同様に一体的に形成されている。「一体的」とは、板材をプレス加工等で成型して振動板２１とする際に、腕部２４とカウンターウェイト２５が連続するように形成されていることを示している。かかる一体的に形成（成型）された部材のうち、本実施形態においては、圧電素子２２と重なる平面視で長方形の部分を振動板２１と定義している。なお、突出部２３は、振動板２１と一体的には形成されていない。

ローター１００は直径が略６．０ｍｍであり、ＳＵＳ４４０Ｃ等の硬度の高い材料で形成されており、外周に沿って断面円弧状の凹部９７が形成されている。そしてローター１００は軸４４を有しており、基台４における上述の一方の面に対して垂直方向に形成された軸受ピン４３で回転可能に支持されている。
突出部２３は、かかる凹部９７に当接されている。後述するように、圧電素子２２に駆動電圧が印加されると、該圧電素子及び振動板２１は振動する。その結果、振動板２１から突出した部分である突出部２３は、楕円軌道を描くように振動する。ローター１００は、かかる楕円軌道を描く振動により回転する。

＜振動板＞
図４は、本実施形態の圧電モーター１が備える振動板２１を、ローター１００と共に示す平面図である。なお、凹部９７の図示は省略している。
振動板２１は、厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ３０１からなり、横（Ｘ）方向の寸法が略２．０ｍｍ、縦（Ｙ）方向の寸法が略７．０ｍｍである。したがって、アスペクト比すなわち縦寸法と横寸法の比は、７：２である。

突出部２３とカウンターウェイト２５は、振動板２１の対角線上の角部に、すなわち平面視で互いに対角となる位置に、双方の外側の輪郭線が振動板２１の長辺と連続するように配置（形成）されている。すなわち、突出部２３とカウンターウェイト２５は、振動板２１の長辺方向の中心線である第１の中心線７１からオフセットされた位置に配置（形成）されている。

突出部２３は、厚さが略０．５ｍｍで直径Ｒが略１．０ｍｍのアルミナからなる円形部材を、振動板２１の短辺に半円が突出するように接着して形成されている。したがって、振動板２１の突出部２３は接着されている側の角部は、半円形にくり抜かれている。上記の円形部材のうち、振動板２１の短辺側、すなわち長辺方向の端部から突出する部分が突出部２３である。したがって、突出部２３の長辺方向の寸法は、略０．５ｍｍである。なお、振動板２１と突出部２３とは、エポキシ樹脂等の接着剤で接着されている。

突出部２３は、振動板２１の第１の中心線７１と平行な第２の中心線７２を有しており、該第２の中心線に対してＸ方向で対称の形状を有している。ローター１００の中心は、第２の中心線７２上に位置している。すなわち、支持体３とローター１００は、支持体３で支持される振動板２１とローター１００の中心とが上記の位置関係となるように、基台４上に配置されている。

カウンターウェイト２５の寸法は、短辺方向（Ｘ方向）の寸法Ｗが略０．５ｍｍ、長辺方向（Ｙ方向）の寸法Ｌが略１．０ｍｍであり、短辺寸法と長辺寸法の比が１：２となっている。このよう、カウンターウェイト２５は長辺方向に細長く形成され、先端が振動板２１の中心（重心）から離れた位置に達している。そのため、振動板２１が振動する際に突出部２３とのバランスを効果的に取る（得る）ことができる。
また、カウンターウェイト２５の長辺方向の寸法Ｌ（略１．０ｍｍ）は、突出部２３の長辺方向の寸法（略０．５ｍｍ）よりも大きい。かかる寸法比も、振動板２１が振動する際のバランスの確保に寄与している。

なお、カウンターウェイト２５の横寸法と縦寸法の比は、上述の値に限定されるものではない。横寸法に比べて縦寸法が大きければ、充分に効果を発揮することができる。また、縦寸法が横寸法の２倍を超えても良い。また、縦寸法が横寸法よりも小さくても、カウンターウェイト２５の全体の面積を大きくすることで、突出部２３とのバランスを取ることもできる。

図５は、図４に示す形状の振動板２１のインピーダンス特性（周波数−インピーダンス特性）を示す図である。横軸に駆動周波数（圧電素子２２に印加される駆動電圧すなわち交流電圧の周波数）を示し、縦軸にインピーダンスを示している。

図示するように、駆動周波数に対するインピーダンスが極小である共振点が２点現れている。２点の共振点のうち周波数の低い方が縦一次振動の共振点であり、周波数の高い方が屈曲二次振動の共振点である。そして、双方の共振点におけるインピーダンスは略等しい値となっている。発明者は、振動板２１の形状等、及び該振動板に配置等される突出部２３とカウンターウェイト２５の形状等を工夫することで、上記双方のインピーダンス値を揃えることに成功した。そして、上記２つの振動のうちの一方の振動のみで、突出部２３に好適な楕円軌道を描かせることに成功した。

ここで、縦一次振動とは圧電素子２２が長辺方向に伸縮する振動であり、屈曲二次振動とは圧電素子２２が短辺方向、すなわち長辺方向に略直交する方向に屈曲する振動である。一般の回転駆動する圧電アクチュエーターすなわち圧電モーター１においては、上記双方の振動を合成することで、突出部２３に、楕円軌道を描く振動を発生させている。そのため、駆動周波数として上記双方の共振周波数の略中央の周波数を選択して、縦一次振動と屈曲二次振動を同時に発生させている。
しかし、かかる駆動方法の場合は、楕円軌道の回転方向を逆転させるためには、上述したように圧電素子２２の一方の面に複数の電極を形成する必要がある。本実施形態にかかる圧電モーター１は、どちらか一方の振動のみでローター１００を回転させるため、表裏両面に単一の電極を備える圧電素子２２を用いて、左右両方向の回転を可能としている。

図６は、本実施形態にかかる圧電モーター１が備える振動板２１の突出部２３が描く、２種類の軌跡、すなわち突出部２３の変位を示す図である。１０１が、２７９１４３Ｈｚの駆動電圧を印加して得られる縦一次振動の軌跡であり、１０２が２８３４４３Ｈｚの駆動電圧を印加して得られる屈曲二次振動の軌跡である。
図示するように、横軸すなわち振動板２１の短辺方向に対して略４０度の傾きを有している。したがって、突出部２３をローター１００に当接させた場合、該ローターを好適に回転させることができる。

図７は、本実施形態にかかる圧電モーター１が備えるローター１００の回転方向を示す図である。なお、本図では腕部２４及び貫通孔２４１については、図示を省略している。また、突出部２３及びカウンターウェイト２５の説明は省略する。
図７（ａ）は、振動板２１に縦一次振動が発生している場合を示している。縦一次振動の軌跡１０１が右回りの楕円を描くため、ローター１００は左回りに回転する。すなわち正転する。
図７（ｂ）は、振動板２１に屈曲二次振動が発生している場合を示している。屈曲二次振動の軌跡１０２が左回りの楕円を描くため、ローター１００は右回りに回転する。すなわち逆転する。

ここで、本図及び図６に示すように、縦一次振動の軌跡１０１と屈曲二次振動の軌跡１０２は、第２の中心線７２（図４参照）を中心とする略線対称となっている。したがって、ローター１００は、正転時と逆転時の双方の回転時において、略同等の速度等で回転する。
上述したように、本実施形態の圧電モーター１は、駆動電圧の周波数を切り換えることで、縦一次振動と屈曲二次振動とを切り換えることができる。したがって本実施形態の圧電モーター１は、駆動電圧の周波数の切り換えのみで、回転方向の正転と逆転とを切り換えることができる。

＜本実施形態の効果＞
以上述べたように、本実施形態の圧電モーター１は、正転と逆転の双方向の回転が可能である。そのため、ロボット（ロボットハンド）等の往復動作が必要な電子機器の駆動用アクチュエーターとして用いることができる。上述したように、本実施形態の圧電モーター１は、かかる回転方向の切り換えを、駆動電圧の周波数を切り換えることのみで行うことができる。したがって、圧電素子２２の表裏両面に形成する電極（１２１，１２２）も、単一の物（単板）とすることができ、コストを低減できる。
また、本実施形態の圧電モーター１を用いる電子機器も、電極配線及び駆動電圧を印加する電極配線の切り換え機構等を省くことができ、駆動回路等を簡略化できる。したがって、本実施形態の圧電モーター１を用いることで、往復動作が可能な電子機器を低コストで製造することができる。

＜適用例＞
上述した本実施形態の圧電モーター１は、以下のような装置に好適に組み込むことができる。

図８は、本実施形態の圧電モーター１を組み込んだロボットハンド６００を例示した説明図である。図示したロボットハンド６００は、基台６０２から複数本の指部６０３が立設されており、手首６０４を介してアーム６１０に接続されている。ここで、指部６０３の根元の部分は基台６０２内で移動可能となっており、この指部６０３の根元の部分に突出部２３を押しつけた状態で圧電モーター１が搭載されている。このため、圧電モーター１を動作させることで、指部６０３を移動させて対象物を把持することができる。また、手首６０４の部分にも、手首６０４の端面に突出部２３を押しつけた状態で圧電モーター１が搭載されている。このため、圧電モーター１を動作させることで、基台６０２全体を回転させることが可能である。

図９は、ロボットハンド６００（ハンド部）を備えた単腕のロボット６５０を例示した説明図である。図示されるようにロボット６５０は、複数本のリンク部６１２（リンク部材）と、それらリンク部６１２の間を屈曲可能な状態で接続する関節部６２０とを備えたアーム６１０（腕部）を有している。また、ロボットハンド６００はアーム６１０の先端に接続されている。そして、関節部６２０には圧電モーター１が内蔵されている。このため、圧電モーター１を動作させることにより、それぞれの関節部６２０を任意の角度だけ屈曲させることが可能である。

図１０は、ロボットハンド６００を備えた複腕のロボット６６０を例示した説明図である。図示されるようにロボット６５０は、複数本のリンク部６１２と、それらリンク部６１２の間を屈曲可能な状態で接続する関節部６２０とを備えたアーム６１０を複数本（図示した例では２本）有している。アーム６１０の先端には、ロボットハンド６００や、工具６０１（ハンド部）が接続されている。また、頭部６６２には複数台のカメラ６６３が搭載され、本体部６６４の内部には全体の動作を制御する制御部６６６が搭載されている。更に、本体部６６４の底面に設けられたキャスター６６８によって搬送可能である。このロボット６６０にも、関節部６２０に圧電モーター１が内蔵されている。このため、圧電モーター１を動作させることにより、それぞれの関節部６２０を任意の角度だけ屈曲させることが可能である。

図１１は、本実施形態の圧電モーター１を組み込んで構成された電子部品検査装置７００を例示した斜視図である。図示した電子部品検査装置７００は、大まかには基台７１０と、基台７１０の側面に立設された支持台７３０とを備えている。基台７１０の上面には、検査対象の電子部品１０が載置されて搬送される上流側ステージ７１２ｕと、検査済みの電子部品１０が載置されて搬送される下流側ステージ７１２ｄとが設けられている。また、上流側ステージ７１２ｕと下流側ステージ７１２ｄとの間には、電子部品１０の姿勢を確認するための撮像装置７１４と、電気的な特性を検査するために電子部品１０がセットされる検査台７１６（検査部）とが設けられている。尚、電子部品１０の代表的なものとしては、「半導体」や、「半導体ウェハー」、「ＣＬＤやＯＬＥＤなどの表示デバイス」、「水晶デバイス」、「各種センサー」、「インクジェットヘッド」、「各種ＭＥＭＳデバイス」などが挙げられる。

また、支持台７３０には、基台７１０の上流側ステージ７１２ｕおよび下流側ステージ７１２ｄと平行な方向（Ｙ方向）に移動可能にＹステージ７３２が設けられており、Ｙステージ７３２からは、基台７１０に向かう方向（Ｘ方向）に腕部７３４が延設されている。また、腕部７３４の側面には、Ｘ方向に移動可能にＸステージ７３６が設けられている。そして、Ｘステージ７３６には、撮像カメラ７３８と、上下方向（Ｚ方向）に移動可能なＺステージを内蔵した把持装置７５０が設けられている。また、把持装置７５０の先端には、電子部品１０を把持する把持部７５２が設けられている。更に、基台７１０の前面側には、電子部品検査装置７００の全体の動作を制御する制御装置７１８も設けられている。尚、本実施形態では、支持台７３０に設けられたＹステージ７３２や、腕部７３４や、Ｘステージ７３６や、把持装置７５０が、本発明の「電子部品搬送装置」に対応する。

以上のような構成を有する電子部品検査装置７００は、次のようにして電子部品１０の検査を行う。先ず、検査対象の電子部品１０は、上流側ステージ７１２ｕに載せられて、検査台７１６の近くまで移動する。次に、Ｙステージ７３２およびＸステージ７３６を動かして、上流側ステージ７１２ｕに載置された電子部品１０の真上の位置まで把持装置７５０を移動させる。このとき、撮像カメラ７３８を用いて電子部品１０の位置を確認することができる。そして、把持装置７５０内に内蔵されたＺステージを用いて把持装置７５０を降下させて、把持部７５２で電子部品１０を把持すると、そのまま把持装置７５０を撮像装置７１４の上に移動させて、撮像装置７１４を用いて電子部品１０の姿勢を確認する。続いて、把持装置７５０に内蔵されている微調整機構を用いて電子部品１０の姿勢を調整する。そして、把持装置７５０を検査台７１６の上まで移動させた後、把持装置７５０に内蔵されたＺステージを動かして電子部品１０を検査台７１６の上にセットする。把持装置７５０内の微調整機構を用いて電子部品１０の姿勢が調整されているので、検査台７１６の正しい位置に電子部品１０をセットすることができる。そして、検査台７１６を用いて電子部品１０の電気的な特性の検査が終了したら、再び、今度は検査台７１６から電子部品１０を取り上げた後、Ｙステージ７３２およびＸステージ７３６を動かして、下流側ステージ７１２ｄの上まで把持装置７５０を移動させ、下流側ステージ７１２ｄに電子部品１０を置く。その後、下流側ステージ７１２ｄを動かして、検査が終了した電子部品１０を所定位置まで搬送する。

図１２は、把持装置７５０に内蔵された微調整機構についての説明図である。図示されるように把持装置７５０内には、把持部７５２に接続された回転軸７５４や、回転軸７５４が回転可能に取り付けられた微調整プレート７５６などが設けられている。また、微調整プレート７５６は、図示しないガイド機構によってガイドされながら、Ｘ方向およびＹ方向に移動可能である。

ここで、図１２に斜線を付して示されるように、回転軸７５４の端面に向けて回転方向用の圧電モーター１θが搭載されており、圧電モーター１θの突出部（図示は省略）が回転軸７５４の端面に押しつけられている。このため、圧電モーター１θを動作させることによって、回転軸７５４（および把持部７５２）をθ方向に任意の角度だけ精度良く回転させることが可能である。また、微調整プレート７５６に向けてＸ方向用の圧電モーター１ｘと、Ｙ方向用の圧電モーター１ｙとが設けられており、それぞれの突出部（図示は省略）が微調整プレート７５６の表面に押しつけられている。このため、圧電モーター１ｘを動作させることによって、微調整プレート７５６（および把持部７５２）をＸ方向に任意の距離だけ精度良く移動させることができ、同様に、圧電モーター１ｙを動作させることによって、微調整プレート７５６（および把持部７５２）をＹ方向に任意の距離だけ精度良く移動させることが可能である。従って、図１１の電子部品検査装置７００は、圧電モーター１θ、圧電モーター１ｘ、圧電モーター１ｙを動作させることにより、把持部７５２で把持した電子部品１０の姿勢を微調整することが可能である。

図１３は、本実施形態の圧電モーター１を組み込んで構成された送液ポンプ８００を例示した説明図である。図１３（ａ）には送液ポンプ８００を上面視した平面図が示されており、図１３（ｂ）には送液ポンプ８００を側面視した断面図が示されている。図示されるように送液ポンプ８００は、矩形形状のケース８０２内に円板形状のローター８０４（移動部）が回転可能に設けられており、ケース８０２とローター８０４との間には、薬液などの液体が内部を流通するチューブ８０６（液体チューブ）が挟持されている。また、チューブ８０６の一部は、ローター８０４に設けられたボール８０８（閉塞部）によって押しつぶされて閉塞した状態となっている。このためローター８０４が回転すると、ボール８０８がチューブ８０６を押しつぶす位置が移動するので、チューブ８０６の液体が送液される。そして、本実施形態の圧電モーター１の突出部２３をローター８０４の側面に押し付けた状態で設ければ、ローター８０４を駆動することができる。こうすれば、極僅かな量を精度良く送液可能で、しかも小型な送液ポンプ８００を実現することができる。

図１４は、本実施形態の圧電モーター１を組み込んだ印刷装置８５０を例示した斜視図である。図示した印刷装置８５０は、印刷媒体２の表面にインクを噴射して画像を印刷するいわゆるインクジェットプリンターである。印刷装置８５０は、大まかには箱形の外観形状をしており、前面のほぼ中央には排紙トレイ８５１や、排出口８５２や、複数の操作ボタン８５５が設けられている。また、背面側には、ロール状に巻いた印刷媒体２（ロール紙８５４）をセットする用紙ホルダー８５３が設けられている。用紙ホルダー８５３にロール紙８５４をセットして操作ボタン８５５を操作すると、用紙ホルダー８５３にセットされたロール紙８５４が吸い込まれて、印刷装置８５０の内部で印刷媒体２の表面に画像が印刷される。また、ロール紙８５４は、印刷装置８５０の内部に搭載された後述の切断機構８８０で切断された後、排出口８５２から排出される。

印刷装置８５０の内部には、印刷媒体２上で主走査方向に往復動する印刷ヘッド８７０と、印刷ヘッド８７０の主走査方向への動きをガイドするガイドレール８６０が設けられている。また、図示した印刷ヘッド８７０は、印刷媒体２上にインクを噴射する印字部８７２や、印刷ヘッド８７０を主走査方向に走査するための走査部８７４などから構成されている。印字部８７２の底面側（印刷媒体２に向いた側）には、複数の噴射ノズルが設けられており、噴射ノズルから印刷媒体２に向かってインクを噴射することができる。また、走査部８７４には、圧電モーター１ｍ，１０ｓが搭載されている。圧電モーター１ｍの突出部（図示は省略）はガイドレール８６０に押しつけられている。このため、圧電モーター１ｍを動作させることで、印刷ヘッド８７０を主走査方向に移動させることができる。また、圧電モーター１ｓの突出部２３は、印字部８７２に対して押しつけられている。このため、圧電モーター１ｓを動作させることで、印字部８７２の底面側を印刷媒体２に近付けたり、印刷媒体２から遠ざけたりすることが可能である。また、印刷装置８５０には、ロール紙８５４を切断するための切断機構８８０も搭載されている。切断機構８８０は、用紙カッター８８６を先端に搭載したカッターホルダー８８４と、カッターホルダー８８４を貫通して主走査方向に延設されたガイド軸８８２とを備えている。カッターホルダー８８４内には圧電モーター１ｃが搭載されており、圧電モーター１ｃの図示しない突出部はガイド軸８８２に押し付けられている。このため、圧電モーター１ｃを動作させるとカッターホルダー８８４がガイド軸８８２に沿って主走査方向に移動し、用紙カッター８８６がロール紙８５４を切断する。また、印刷媒体２を紙送りするために圧電モーター１を用いることも可能である。

図１５は、本実施形態の圧電モーター１を組み込んだ電子時計９００の内部構造を例示した説明図である。図１５では、電子時計９００の時刻表示側とは反対側（裏蓋側）から見た平面図が示されている。図１５に例示した電子時計９００の内部には、円板形状の回転円板９０２と、回転円板９０２の回転を、時刻を表示する指針（図示省略）に伝達する歯車列９０４と、回転円板９０２を駆動するための圧電モーター１と、電力供給部９０６と、水晶チップ９０８と、ＩＣ９１０とを備えている。また、電力供給部９０６や、水晶チップ９０８、ＩＣ９１０は、図示しない回路基板に搭載されている。歯車列９０４は、複数の歯車や図示しないラチェットを含んで構成されている。尚、図示が煩雑となることを避けるために、図１５では、歯車の歯先を結んだ線を細い一点鎖線で表し、歯車の歯元を結んだ線を太い実線で表している。従って、太い実線および細い一点鎖線による二重の円形は歯車を表していることになる。また、歯先を示す細い一点鎖線については全周を表示せず、他の歯車と噛み合う部分の周辺のみを表示している。

回転円板９０２には、同軸に小さな歯車９０２ｇが設けられており、この歯車９０２ｇが歯車列９０４と噛み合わされている。このため回転円板９０２の回転は、所定の比率で減速されながら歯車列９０４を伝わる。そして、この歯車の回転が時刻を表す指針に伝達されて時刻を表示する。そして、本実施形態の圧電モーター１の突出部２３を回転円板９０２の側面に押し付けた状態で設ければ、回転円板９０２を回転させることができる。

図１６は、本実施形態の圧電モーター１を組み込んだ投影装置９５０を例示した説明図である。図示されるように投影装置９５０は、光学レンズを含んだ投影部９５２を備えており、内蔵する光源（図示は省略）からの光を投影することによって画像を表示する。そして、投影部９５２に含まれる光学レンズの焦点を合わせるための調整機構９５４（調整部）を、本実施形態の圧電モーター１を用いて駆動するようにしても良い。圧電モーター１は位置決めの分解能が高いので、微妙な焦点合わせを行うことができる。また、光源からの光を投影しない間は、レンズカバー９５６で投影部９５２の光学レンズを覆うことで、光学レンズに傷が付くことを防ぐことができる。このレンズカバー９５６を開閉するための避けるために、本実施形態の圧電モーター１を用いることもできる。

本発明の実施の形態は、上述の実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）
上述したように、突出部２３の形状や、カウンターウェイト２５の形状および配置（振動板が一体的に形成された部材の形状）は図４に示した以外にも、色々考えることができる。図１７は、変形例１の振動板１５１が一体的に形成された部材および突出部１６２を示す平面図である。本変形例では、突出部１６２の形状およびこの突出部１６２が取り付けられる振動板１５１の形状が、上述した実施形態と異なっている。

図示するように、振動板１５１に取り付けられる突出部１６２は円形ではなく、先端のみが半円形である長尺状の形状を有している。突出部２３の材質は上述した実施形態と同様にアルミナであり、厚さも同一（ほぼ同じ場合も含む）である。また、振動板１５１における突出部１６２の取り付け部分の形状は、突出部１６２の形状に合わせて切り欠かれた形状となっている。カウンターウェイト２５の形状が変更可能であることは上述したが、このように突出部２３の形状も色々な型に変更可能である。すなわち、突出部２３とカウンターウェイト２５は、双方のバランスが取れる範囲で、色々な形状のものを用いることができる。

（変形例２）
上述した実施形態では、振動板２１のカウンターウェイト２５が、短辺から長辺方向（長辺に沿った方向）に張り出して形成されていた。しかし、カウンターウェイト２５を張り出す箇所は短辺からだけに限らず、長辺から張り出すようにしてもよい。

図１８（ａ）は、変形例２の振動板２１が一体的に形成された部材および突出部２３を示す平面図である。図示されるように、変形例２のカウンターウェイト２５０は、振動板２１の突出部２３が配置された位置の対角位置（大まかに対角位置にある場合も含む）に、振動板２１の長辺から短辺方向（短辺に沿った方向）に張り出して形成されている。変形例２のように構成することにより、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例３）
また、上述した実施形態あるいは変形例では、振動板２１のカウンターウェイト２５は、短辺あるいは長辺の何れか一方から張り出して形成されているものとして説明した。しかし、カウンターウェイト２５は、短辺および長辺の両方からも張り出して形成しても良い。

図１８（ｂ）は、変形例３の振動板２１が一体的に形成された部材および突出部２３を示す平面図である。図示されるように、変形例３のカウンターウェイト３５０は、振動板２１の突出部２３が配置された位置の対角位置（大まかに対角位置にある場合も含む）に、振動板２１の長辺から短辺方向に張り出して形成され、短辺からは長辺方向に張り出して形成されている。

変形例３のように構成することにより、上述した実施形態と同様の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。すなわち、カウンターウェイト３５０が長辺だけでなく短辺からも張り出しているので、短辺からの張り出し部分の長さも、長辺からの張り出し部分の長さも抑えながら、カウンターウェイトの重量を大きくすることができる。この結果、圧電モーターの張り出し部分を小さくすることができ、取り付けスペースの小さい圧電モーターを実現することが可能となる。

また、カウンターウェイトの長辺からの張り出し部分と短辺からの張り出し部分とで、張り出し量のバランスを調節することによって、振動板２１に働くモーメントを調節することができる。その結果、振動板２１の共振点をより細かく調整することが可能となる。

更に、振動板２１の形成後にカウンターウェイト３５０の一部を削って、振動板２１に働くモーメントを調節する場合、短辺からの張り出し部分、あるいは長辺からの張り出し部分の何れを取り除くこともできる。このため、振動板２１に働くモーメントの微調整を容易に行うことができる。

（変形例４）
また、上述した実施形態あるいは変形例では、振動板２１のカウンターウェイト２５は、突出部２３に対して対角位置となる一箇所に形成されていた。しかし、カウンターウェイト２５は、対角位置以外の箇所にも設けることができる。

図１８（ｃ）は、変形例４の振動板２１が一体的に形成された部材および突出部２３を示す平面図である。図示されるように、変形例４のカウンターウェイト４５０は、振動板２１の突出部２３が配置された位置の対角位置（大まかに対角位置にある場合も含む）に形成されているだけでなく、第１の中心線７１を基準にして対称の位置（大まかに対称な位置にある場合も含む）にも形成されている。

変形例４のように構成することにより、上述した実施形態と同様の効果に加え、以下のような効果を得ることができる。すなわち、第１の中心線７１を基準にして対称となる位置に２つのカウンターウェイト４５０を備えるので、各カウンターウェイトの張り出し部分の長さを大きくすることなく、カウンターウェイト全体の重量を大きくすることができる。この結果、圧電モーターの張り出し部分の長さを小さくすることができ、取り付けスペースの小さい圧電モーターを実現することが可能となる。また、２つのカウンターウェイト４５０のバランス（大きさや、形状、形成する位置）を調節することで、振動板２１に働くモーメントを調節することができるので、共振点をより適切に調整することが可能となる。さらに、振動板２１に働くモーメントを調節するためにカウンターウェイト４５０の一部を取り除く場合、２つのカウンターウェイト４５０の何れからでも取り除くことができるので、振動板２１に働くモーメントの微調整を容易に行うことが可能となる。

（変形例５）
図１９は、変形例５の圧電モーターの概略を示す平面図である。図１および図３を用いて前述したように、上述した実施形態の圧電モーター１は、振動板２１の両側の長辺に腕部２４を備える構成とした。これに対して、図１９に示す変形例５の圧電モーターは、これらの腕部２４のうち一方のみを備えている。詳しくは、振動板２１の両側の長辺のうち突出部２３側（カウンターウェイト２５の反対側）の長辺に腕部２４が形成されている。また、これに伴い、支持体３の固定部３１、ねじ部３４、取り付け部３５、ばね３６、ねじ２６も、突出部２３側の腕部２４に対応する一方のみを備えている。

以上の構成により、変形例５の振動板２１は支持体３に片持ち支持された状態となる。この結果、振動板２１は、螺合された部分（腕部２４の貫通孔２４１）を支点にした回転方向への移動自由度が増し、ひいては、突出部２３のローター１００に対する移動距離が増加することで、ローター１００を好適に回転させることが可能となる。

尚、当然ながら、変形例１〜４の圧電モーターは、図８〜図１６を用いて前述したロボットハンド、ロボット、電子部品搬送装置、電子部品検査装置、送液ポンプ、印刷装置、電子時計、投影装置に適用可能である。

１…圧電アクチュエーターとしての圧電モーター、 ３…支持体、 ４…基台、 ２１…振動板、 ２２…圧電素子、 ２３…突出部、 ２４…腕部、 ２５…カウンターウェイト、 ２６…ねじ、 ３１…固定部、 ３２…スライド部、 ３３…長孔、 ３４…ねじ部、 ３５…ばね取付け部、 ３６…ばね、 ３７…係止片、 ４１…スライド溝、 ４２…ねじ孔、 ４３…軸受ピン、 ４４…軸、 ７１…第１の中心線、 ７２…第２の中心線、 ９７…凹部、 １００…ローター、 １０１…縦一次振動の軌跡、 １０２…屈曲二次振動の軌跡、 １２０…圧電体層、 １２１…第１電極、 １２２…第２電極、 １５１…変形例１の振動板、 ２２６…溝、 ２４１…貫通孔、 ４２１…ねじ、 ２５０…変形例２のカウンターウェイト、 ３５０…変形例３のカウンターウェイト、 ４５０…変形例４のカウンターウェイト、 ６００…ロボットハンド、 ６０１…工具、 ６０２…基台、 ６０３…指部、 ６０４…手首、 ６１０…アーム、 ６１２…リンク部、 ６２０…関節部、 ６５０…ロボット、 ６６０…ロボット、 ６６２…頭部、 ６６３…カメラ、 ６６４…本体部、 ６６６…制御部、 ６６８…キャスター、 ７００…電子部品検査装置、 ７１０…基台、 ７１２ｄ…下流側ステージ、 ７１２ｕ…上流側ステージ、 ７１４…撮像装置、 ７１６…検査台、 ７１８…制御装置、 ７３０…支持台、 ７３４…腕部、 ７３８…撮像カメラ、 ７５０…把持装置、 ７５２…把持部、 ７５４…回転軸、 ７５６…微調整プレート、 ８００…送液ポンプ、 ８０２…ケース、 ８０４…ローター、 ８０６…チューブ、 ８０８…ボール、 ８５０…印刷装置、 ８５１…排紙トレイ、 ８５２…排出口、 ８５３…用紙ホルダー、 ８５４…ロール紙、 ８５５…操作ボタン、 ８６０…ガイドレール、 ８７０…印刷ヘッド、 ８７２…印字部、 ８７４…走査部、 ８８０…切断機構、 ８８２…ガイド軸、 ８８４…カッターホルダー、 ８８６…用紙カッター、 ９００…電子時計、 ９０２…回転円板、 ９０２ｇ…歯車、 ９０４…歯車列、 ９０６…電力供給部、 ９０８…水晶チップ、 ９１０…ＩＣ、 ９５０…投影装置、 ９５２…投影部、 ９５４…調整機構、 ９５６…レンズカバー。

Claims (18)

1. 圧電体を含む圧電素子と、
   前記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ前記長方形の短辺から突出する突出
   部を有する振動板と、
   前記突出部に当接されるローターと、を備える圧電アクチュエーターであって、
   前記突出部は、前記振動板の中心を通り前記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオ
   フセットされた位置に配置されており、
   前記振動板は、
   前記突出部が配置された位置の対角位置に、前記長方形の長辺から前記第１の中心線と直交方向に突出して形成されたカウンターウェイトと、
   前記第１の中心線を基準にして前記カウンターウェイトと対称の位置に配置されているカウンターウェイトと、を備えていることを特徴とする圧電アクチュエーター。
2. 請求項１に記載の圧電アクチュエーターであって、
   前記カウンターウェイトは、前記長方形の短辺からも前記第１の中心線と平行な方向に
   突出して形成されていることを特徴とする圧電アクチュエーター。
3. 請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエーターであって、
   前記突出部の中心線である第２の中心線は、前記振動板の前記第１の中心線と平行であ
   り、前記ローターの回転軸の中心は前記第２の中心線上に位置していることを特徴とする
   圧電アクチュエーター。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の圧電アクチュエーターであって、
   前記圧電素子は単板であることを特徴とする圧電アクチュエーター。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の圧電アクチュエーターであって、
   前記振動板の長辺寸法と前記振動板の短辺寸法との比は７対２であることを特徴とする
   圧電アクチュエーター。
6. 複数の指部と、
   前記指部が移動可能に立設された基体と、
   前記基体に対して前記指部を移動させる圧電アクチュエーターと、
   を備えるロボットハンドであって、
   前記圧電アクチュエーターは、
   圧電体を含む圧電素子と、
   前記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ前記長方形の短辺から突出する突
   出部を有する振動板と、
   前記突出部に当接されるローターと、
   を備えており、
   前記突出部は、前記振動板の中心を通り前記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオ
   フセットされた位置に配置されており、
   前記振動板は、
   前記突出部が配置された位置の対角位置に、前記長方形の長辺から前記第１の中心線と直交方向に突出して形成されたカウンターウェイトと、
   前記第１の中心線を基準にして前記カウンターウェイトと対称の位置に配置されているカウンターウェイトと、を備えていることを特徴とするロボットハンド。
7. 請求項６に記載のロボットハンドであって、
   前記カウンターウェイトは、前記長方形の短辺からも前記第１の中心線と平行な方向に
   突出して形成されていることを特徴とするロボットハンド。
8. 請求項６または請求項７に記載のロボットハンドであって、
   前記突出部の中心線である第２の中心線は、前記振動板の前記第１の中心線と平行であ
   り、前記ローターの回転軸の中心は前記第２の中心線上に位置していることを特徴とする
   ロボットハンド。
9. 請求項６ないし請求項８の何れか一項に記載のロボットハンドであって、
   前記圧電素子は単板であることを特徴とするロボットハンド。
10. 請求項６ないし請求項９の何れか一項に記載のロボットハンドであって、
    前記振動板の長辺寸法と前記振動板の短辺寸法との比は７対２であることを特徴とする
    ロボットハンド。
11. 回動可能な関節部が設けられた腕部と、
    前記腕部に設けられたハンド部と、
    前記腕部が設けられた本体部と、
    前記関節部を屈曲あるいは回転駆動させる圧電アクチュエーターと、
    を備えたロボットであって、
    前記圧電アクチュエーターは、
    圧電体を含む圧電素子と、
    前記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ前記長方形の短辺から突出する突
    出部を有する振動板と、
    前記突出部に当接されるローターと、
    を備えており、
    前記突出部は、前記振動板の中心を通り前記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオ
    フセットされた位置に配置されており、
    前記振動板は、
    前記突出部が配置された位置の対角位置に、前記長方形の長辺から前記第１の中心線と直交方向に突出して形成されたカウンターウェイトと、
    前記第１の中心線を基準にして前記カウンターウェイトと対称の位置に配置されているカウンターウェイトと、を備えていることを特徴とするロボット。
12. 電子部品を把持する把持部と、
    前記電子部品を把持した前記把持部を駆動する圧電アクチュエーターと、
    を備える電子部品搬送装置であって、
    前記圧電アクチュエーターは、
    圧電体を含む圧電素子と、
    前記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ前記長方形の短辺から突出する突
    出部を有する振動板と、
    前記突出部に当接されるローターと、
    を備えており、
    前記突出部は、前記振動板の中心を通り前記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオ
    フセットされた位置に配置されており、
    前記振動板は、
    前記突出部が配置された位置の対角位置に、前記長方形の長辺から前記第１の中心線と直交方向に突出して形成されたカウンターウェイトと、
    前記第１の中心線を基準にして前記カウンターウェイトと対称の位置に配置されているカウンターウェイトと、を備えていることを特徴とする電子部品搬送装置。
13. 電子部品を把持する把持部と、
    前記電子部品を把持した前記把持部を駆動する圧電アクチュエーターと、
    前記電子部品を検査する検査部と、
    を備える電子部品検査装置であって、
    前記圧電アクチュエーターは、
    圧電体を含む圧電素子と、
    前記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ前記長方形の短辺から突出する突
    出部を有する振動板と、
    前記突出部に当接されるローターと、
    を備えており、
    前記突出部は、前記振動板の中心を通り前記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオ
    フセットされた位置に配置されており、
    前記振動板は、
    前記突出部が配置された位置の対角位置に、前記長方形の長辺から前記第１の中心線と直交方向に突出して形成されたカウンターウェイトと、
    前記第１の中心線を基準にして前記カウンターウェイトと対称の位置に配置されているカウンターウェイトと、を備えていることを特徴とする電子部品検査装置。
14. 液体が流動可能な液体チューブと、
    前記液体チューブの一部に当接して前記液体チューブを閉塞する閉塞部と、
    前記閉塞部を保持した状態で移動することによって、前記液体チューブの閉塞位置を移
    動させる移動部と、
    前記移動部を駆動する圧電アクチュエーターと、
    を備える送液ポンプであって、
    前記圧電アクチュエーターは、
    圧電体を含む圧電素子と、
    前記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ前記長方形の短辺から突出する突
    出部を有する振動板と、
    前記突出部に当接されるローターと、
    を備えており、
    前記突出部は、前記振動板の中心を通り前記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオ
    フセットされた位置に配置されており、
    前記振動板は、
    前記突出部が配置された位置の対角位置に、前記長方形の長辺から前記第１の中心線と直交方向に突出して形成されたカウンターウェイトと、
    前記第１の中心線を基準にして前記カウンターウェイトと対称の位置に配置されているカウンターウェイトと、を備えていることを特徴とする送液ポンプ。
15. 媒体上に画像を印刷する印刷ヘッドと、
    前記印刷ヘッドを移動させる圧電アクチュエーターと、
    を備える印刷装置であって、
    前記圧電アクチュエーターは、
    圧電体を含む圧電素子と、
    前記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ前記長方形の短辺から突出する突
    出部を有する振動板と、
    前記突出部に当接されるローターと、
    を備えており、
    前記突出部は、前記振動板の中心を通り前記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオ
    フセットされた位置に配置されており、
    前記振動板は、
    前記突出部が配置された位置の対角位置に、前記長方形の長辺から前記第１の中心線と直交方向に突出して形成されたカウンターウェイトと、
    前記第１の中心線を基準にして前記カウンターウェイトと対称の位置に配置されているカウンターウェイトと、を備えていることを特徴とする印刷装置。
16. 同軸状に歯車が設けられ、回動可能な回転円板と、
    複数の歯車を含んで構成された歯車列と、
    前記歯車列に接続され、時刻を指し示す指針と、
    前記回転円板を駆動する圧電アクチュエーターと、
    を備える電子時計であって、
    前記圧電アクチュエーターは、
    圧電体を含む圧電素子と、
    前記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ前記長方形の短辺から突出する突
    出部を有する振動板と、
    前記突出部に当接されるローターと、
    を備えており、
    前記突出部は、前記振動板の中心を通り前記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオ
    フセットされた位置に配置されており、
    前記振動板は、
    前記突出部が配置された位置の対角位置に、前記長方形の長辺から前記第１の中心線と直交方向に突出して形成されたカウンターウェイトと、
    前記第１の中心線を基準にして前記カウンターウェイトと対称の位置に配置されているカウンターウェイトと、を備えていることを特徴とする電子時計。
17. 光学レンズを含み、光源からの光を投影する投影部と、
    前記光学レンズによる前記光の投影状態を調整する調整部と、
    前記調整部を駆動する圧電アクチュエーターと
    を備える投影装置であって、
    前記圧電アクチュエーターは、
    圧電体を含む圧電素子と、
    前記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ前記長方形の短辺から突出する突
    出部を有する振動板と、
    前記突出部に当接されるローターと、
    を備えており、
    前記突出部は、前記振動板の中心を通り前記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオ
    フセットされた位置に配置されており、
    前記振動板は、
    前記突出部が配置された位置の対角位置に、前記長方形の長辺から前記第１の中心線と直交方向に突出して形成されたカウンターウェイトと、
    前記第１の中心線を基準にして前記カウンターウェイトと対称の位置に配置されているカウンターウェイトと、を備えていることを特徴とする投影装置。
18. 圧電アクチュエーターの駆動力を利用して対象物を搬送する搬送装置であって、
    前記圧電アクチュエーターは、
    圧電体を含む圧電素子と、
    前記圧電素子を配置する長方形の板材であり、かつ前記長方形の短辺から突出する突
    出部を有する振動板と、
    前記突出部に当接されるローターと、
    を備えており、
    前記突出部は、前記振動板の中心を通り前記長方形の長辺に平行な第１の中心線からオ
    フセットされた位置に配置されており、
    前記振動板は、
    前記突出部が配置された位置の対角位置に、前記長方形の長辺から前記第１の中心線と直交方向に突出して形成されたカウンターウェイトと、
    前記第１の中心線を基準にして前記カウンターウェイトと対称の位置に配置されているカウンターウェイトと、を備えていることを特徴とする搬送装置。

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